MAGNéTON

-magnéton

Un magnéton est un moment électrocinétique, quand il s'agit de particules

Synonyme: moment magnétique angulaire ou moment magnétique intrinsèque

ou moment magnétique de spin

Mais ce n'est absolument pas un moment dipolaire ampèrien (qui lui, n'est pas angulaire, ayant comme dimension = L².I)

Equation aux dimensions du magnéton  : L².I.A -1   Symbole : μ '    

Unité d'usage : l'électronvolt par Tesla-stéradian, qui vaut 1,602.10-19 J/T-sr

Une particule non chargée électriquement a un moment cinétique, car elle est en rotation

Quand une particule est chargée, elle présente le susdit moment cinétique + un nouveau moment, créé par la rotation de la charge qu'elle porte et qu'on nomme magnéton

Le magnéton est donc le complément (en électromagnétisme) du moment cinétique (en mécanique)

 

DEFINITION du MAGNETON

μ' = E / H= E.Ω / B

avecμ'(J/T-sr)= magnéton d’une particule dont la magnétisation est H(T-sr)

E(J)= son énergie potentielle

B(T)= champ d’induction magnétique

Ω(sr)= angle solide dans lequel se déroule le phénomène (égal à 4sr seulement si tout l’espace est concerné et si l’on est dans le système d’unités S.I.+)

Le magnéton est aussi le moment d'un

FLUX d'excitation magnétique (B') >>> μ' = l.B'

 

RELATION avec la MECANIQUE

μ' = Q.Mci / 2m

μ'(J/T-sr)= magnéton d’une particule de charge Q(C) et de masse m(kg)

Mci(J-s/sr)= moment cinétique intrinsèque de la particule

En physique quantique, et Mci  ont des valeurs particulières, bien déterminées et alors la formule devient : μ' = n.e.h/ 2m

(car Q est devenue n fois la charge unitaire e = 1,602.10-19Coulomb et Mest devenu h = moment cinétique quantifié, dit "constante de Planck réduite", valant 1,054.10-34J-s/rad

-relation gyromagnétique

La formule ci-dessus indique la liaison entre la gravitation et l'électromagnétisme sous la forme

Q / m qui est le rapport gyromagnétique

On peut donc écrire μ' = Mci.g'   où  g'(C/kg)= rapport gyromagnétique

 

COUPLAGE

Quand une particule est complexe, il y a des infra-particules qui tournent autour d'un noyau central (lui-même rotatif) et alors, le moment cinétique devient nécessairement le groupage (couplage) entre ceux des divers éléments particulaires

Il en est de même pour la partie électriquement chargée : le moment intrinsèque (structure de base) doit être couplé aux moments magnétons des composants et tout cela forme un «magnéton global»  μ' = M/ αé      où Mg(A-m²)= moment magnétique total de la particule

et αé la constante de couplage de l’électromagnétisme

 

VALEURS PARTICULIÈRES DE MAGNÉTONS

Les magnétons varient en fonction du rapport (/ m) donc à charge égale, la plus grosse particule a le plus petit magnéton

-pour l'électron, portant la plus petite des charges (une seule charge élémentaire) le magnéton est dit magnéton de Bohr (ou quantum magnétique) et sert de référence. Il vaut :

μ'B= [e.h / 2mé]  soit  μ'B9,2740154.10-24 J/T-sr (ou 5,788 .10-17eV / T-sr)

Mais le magnéton de l'électron réellement mesuré est = 9,28477.10-24J/T-sr (donc 1,00115965 fois μ'B)(cette anomalie est due aux quanta d’énergie perturbatifs, issus des fluctuations du milieu universel -dit aussi “vide”-)

-le magnéton théorique d’un nucléon (particule formée de plusieurs constituants) est dit "magnéton nucléaire" et vaut (μ'N) = 5,0508.10-27J/T-sr (ou 3,152.10-20 eV / T-sr)

-le magnéton réel d'un proton (qui est un cas de nucléon) est cependant plus petit, car influencé par les précessions :c'est μ'p= 2,7928473.μ'N    soit 1,410.10-26 J/T-sr

-le magnéton du neutron (qui est un autre cas de nucléon) est μ'n= 9,662.10-27J/T-sr

-le magnéton du deuton est μ'd= 4,3367.10-27J/T-sr

 

-le magnéton du muon est μ'm= 4,4905.10-26J/T-sr

 

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